Агломерат

Что означает агломерация?
В порошковой обработке агломерация определяется как процесс накопления мелкого материала в связные единицы, такие как гранулы или пеллеты. Проще говоря, агломерация порошка переводит мелкие порошкообразные частицы в более крупный диапазон размеров, что облегчает обработку и хранение.

По сути, агломерация - это естественный сопутствующий процесс, который происходит с различной эффективностью во время обработки, смешивания и сушки порошков.

Хотя агломерация порошков изменяет внешний вид сыпучих материалов, продукт - с химической точки зрения - остается точно таким же, каким он был до агломерации. Единственное отличие заключается в том, что агломерированные частицы удерживаются вместе с помощью связующих механизмов, в результате чего их насыпная плотность и текучесть могут измениться. В зависимости от типа процесса агломерации пористость в агломерате может увеличиваться или уменьшаться. Агломераты, сходные по размеру и имеющие равномерную пористость внутри, обычно хорошо растворяются и диспергируются при контакте с жидкостями. Процесс может быть прерывным или непрерывным.

Как происходит агломерация порошка?
Выбор подходящего процесса агломерации может оказаться сложной задачей. Различные процессы отличаются по стоимости. Есть сыпучие материалы, которые агломерируются очень легко, другие считаются трудно агломерируемыми, и к ним часто добавляют жидкое связующее. Некоторые материалы должны быть спрессованы как можно плотнее в хлопья, другие должны быть пористыми, легко растворимыми и диспергируемыми. Последние часто поступают в агломератор с псевдоожиженным слоем.

Другими процессами агломерации являются: поворотные столы для гранулирования, трубы для гранулирования, смесители порошка, грануляторы с кольцевым смешиванием, прессы для брикетирования и валковые компакторы или прессы для таблеток.

С помощью двухвального смесителя типа: HM от amixon^® разнородные порошки могут смачиваться жидкими компонентами и агломерироваться для получения практически беспыльного, легко текучего продукта быстрого приготовления. С помощью агломератора кольцевого смешивания типа RMG из пылевидных порошков можно получить равномерно круглые шарики (гранулы).

Агломерация может происходить спонтанно во время смешивания. Например, при добавлении жидкости во время смешивания порошка. Однако явление агломерации часто нежелательно. Она вызывает блокировку и комкование порошков. Это приводит к плохой текучести порошков. Их трудно транспортировать и дозировать. Иногда помогает использование вспомогательных средств для текучести.

Методы агломерации порошков
Существует три основных промышленных метода агломерации частиц: агломерация под давлением, спекание и гранулирование с наращиванием.

Агломерация под давлением
При агломерации под давлением порошок или другие сухие частицы механически прессуются в желаемую твердую форму. Результирующее усилие может варьироваться по интенсивности: от экструзии под низким давлением до вальцевания под высоким давлением и уплотнения пуансоном. Агломерация под давлением обычно является сухим процессом. Влага или связующие вещества не требуются или почти не требуются. К распространенным бытовым продуктам, изготовленным методом агломерации под давлением, относятся шипучие или лекарственные таблетки, угольные брикеты и наполнители для кошачьего туалета.

Спекание
Спекание, также известное как фриттование, - это процесс термической агломерации, при котором атомы диффундируют внутри материалов. Порошковой массе сначала придают такую форму, чтобы между частицами порошка было минимальное сцепление. При спекании продукты нагреваются без их расплавления. Поэтому он особенно подходит для материалов с очень высокой температурой плавления. Поэтому спекание часто используется в порошковой металлургии и тонкой керамике.

Встроенная грануляция
Встроенное гранулирование, также называемое окускованием, является наиболее универсальным методом агломерации и обычно используется при производстве потребительских товаров. Этот метод предполагает особенно высокоскоростное вращение, позволяющее порошкообразным частицам объединяться в более крупные и плотные частицы.

Поскольку вращательное движение смесительной камеры толкает порошки к краям, частицы движутся по одной и той же траектории. В долгосрочной перспективе это создает эффект снежного кома, когда частицы постепенно объединяются и диффундируют в более крупный диапазон размеров. Гранулирование с наращиванием обычно представляет собой мокрый процесс, при котором добавляется влага или связующие вещества.

Грануляция, гранулирование, микрогранулирование и кондиционирование являются примерами распространенных методов гранулирования. Каждый процесс отличается по размеру, форме, гранулометрическому составу и однородности получаемых гранул. В качестве влажных грануляторов или грануляторов с кольцевым смешиванием могут использоваться проточные смесители или грануляторы с кольцевым смешиванием. Если требуются особенно крупные агломераты, можно использовать многоступенчатую агломерацию. Затем используется гранулирующая плита.

Агломерация в распылительном и псевдоожиженном слое для продуктов быстрого приготовления

Здесь порошки диспергируются и растворяются в жидкости таким образом, чтобы их можно было распылять через форсунку. Процесс распыления происходит над нагретой сушильной или распылительной башней. Распыленные капли опускаются вниз в горячем, вихревом воздухе. Когда они достигают дна, капли высушиваются. Нагретые частицы порошка могут агломерироваться с другими порошками в пневматическом псевдоожиженном слое. Агломераты, полученные таким образом, обычно легко растворимы при смешивании с жидкостью. Процесс псевдоожиженного слоя используется во многих областях пищевой и фармацевтической промышленности. Порошки "мгновенно" содержат мало пыли, хорошо текут и тонут в жидкой фазе, а также легко диспергируются и растворяются.